采用敏感性分析和最差情況分析進行地下水污染風(fēng)險評價

1、采用敏感性分析和最差情況分析采用敏感性分析和最差情況分析進行地下水行地下水污染風(fēng)險風(fēng)險評價［比利時］MarijkeHuysmans李燁譯；馮翠娥、魏國強校譯本文闡述了如何利用敏感性分析和最差情況分析來對地下水污染進行風(fēng)險評價，并將這一方法應(yīng)用于匈牙利境內(nèi)的一個研究區(qū)。在該研究區(qū)存在幾個地下水污染源，而且位于飲用水井附近。主要關(guān)注的是污染源是否對飲用水井造成威脅。由于資料有限，模擬的結(jié)果具有很大的不確定性。應(yīng)用敏感性分析來評價這一不確定性

2、。一、概述確定與地下水污染有關(guān)的環(huán)境風(fēng)險是一個常見的研究問題。通常需要研究受到污染的地下水是否會到達(dá)飲用水井、河流、生態(tài)脆弱區(qū)或動植物敏感區(qū)（Calow，1998）。計算機模型是常用的進行地下水流動和污染預(yù)測的工具。由于資料的缺乏和模型參數(shù)的異質(zhì)性，往往會造成模擬結(jié)果的不確定性。盡管與預(yù)測相關(guān)的不確定性可能非常關(guān)鍵，但是通常都會被忽略，特別是在資料相當(dāng)缺乏的情況下（Levy等，1998）。有幾種解決參數(shù)不確定性的方法。常用的隨機分析方法

3、是蒙特卡羅（MonteCarlo）模擬（AsanteDuah，1998）。應(yīng)用這一方法，可以在所能輸入的概率分布范圍內(nèi)自由選擇輸入值，并計算出每種情況下的輸出值。通過重復(fù)計算可以確定輸出的分布范圍。盡管蒙特卡羅模擬方法的功能強大，而且漸近收斂，但是計算效率卻很差。另外，還需要確定每一個模擬參數(shù)的概率函數(shù)，這是在輸入信息比較缺乏的情況下，該方法的一個嚴(yán)重的缺陷。蒙特卡羅模擬通常與地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法相結(jié)合，然而，地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)方法需要通過大量的數(shù)據(jù)

4、來準(zhǔn)確描述每一個參數(shù)的空間變化，而在實際工作中，通常不可能獲得如此充足的資料。解決不確定性問題最直接的方法是敏感性分析和（或）最差情況分析。通過敏感性分析，可以確定由于輸入變量和參數(shù)造成的輸出變化，這是一種檢驗?zāi)Ｐ椭休敵鲎兞繉斎胱兞康撵`敏性的分析方法。在最差情況分析中，需要給定每一個變量和參數(shù)最差的可能值，這樣可以得出模型的最差輸出結(jié)果。本文根據(jù)敏感性分析和最差情況分析進行風(fēng)險評價，研究區(qū)Mtzalka市擁有25400人口，位于匈牙利

5、東部，靠近羅馬尼亞和烏克蘭邊界。Mtzalka沿Kraszn河分布，Kraszna河與Tisza河相匯，最終排泄到多瑙河。Mtzalka周圍有幾個潛在的污染源。其中一個地下水污染源是城市垃圾處理場，占地面積80萬m2，沒有加適當(dāng)?shù)姆罎B根據(jù)MODFLOW來求解微分方程。（一）邊界條件水文地質(zhì)模型是一個9km10km260km的模型。上部的更新統(tǒng)粘土沉積物表示模型的不透水邊界；根據(jù)測壓圖和剖面圖獲得測壓水頭條件，將測壓水頭條件作為含水層一、

6、三、五和六的邊界；第二層和第四層的垂直邊界是零通量邊界，這兩層主要由粘土組成，地下水流動相當(dāng)慢，而且水流主要是在垂直方向上運動，因此，假定沿垂直邊界的水平通量為0。模型的東部邊界是一條河流，這條河流的坡度為13cmkm，河流底部沉積物厚度約為0.7m，水力傳導(dǎo)系數(shù)約為10－6ms。按照每月的抽水資料，確定模型中從井場抽取的地下水量。共有15口抽水井，總抽水量為15000m3天。根據(jù)Thntwaite方法，估計含水層的補給量為30mm年。

7、（二）柵格設(shè)置6層104行和112列的柵格，基本單元是100100m2，在抽水井附近柵格大小一般是5050m2，每個單元一般者不得超過其鄰近單元的1.5倍。為了進行計算，每個單元的長寬比不超過10。（三）水力傳導(dǎo)系數(shù)利用抽水試驗、排泄和水位下降資料以及粒度分布資料，確定研究區(qū)不同地層的水力傳導(dǎo)系數(shù)。在第一層進行了12次試驗，在第五層進行了3次試驗，在第六層進行了8次試驗。采用ThiemDupuit等式來分析排泄和水位下降資料，在第一層進

8、行了13次分析，在第五層進行了1次，在第六層進行了22次。采用Beyer公式和Zamarin公式對第六層的6個土樣進行了粒度分析，這兩個公式是分析粒度與傳導(dǎo)系數(shù)之間關(guān)系的經(jīng)驗公式。在第二層和第四層沒有分析水力傳導(dǎo)系數(shù)，取以前的研究數(shù)據(jù)。計算每一層水力傳導(dǎo)系數(shù)的平均值。在水平層的沉積物中，水平水力傳導(dǎo)系數(shù)要高于垂直水力傳導(dǎo)系數(shù)，假定Kh與Kv的比等于10（表2）。第五層和第六層是滲透性最強的更新統(tǒng)地層；第二層和第四層是滲透性最差的更新統(tǒng)地